高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3章 生态系统及其稳定性第1节 生态系统的结构导学案

第1节　生态系统的结构

一、生态系统的范围和组成成分

1.生态系统的范围

(1)概念:在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。

(2)生态系统的范围:有大有小,生物圈是地球上最大的生态系统,包括地球上的全部生物及其非生物环境。

(3)生态系统的类型。

2.生态系统的组成成分

(1)生态系统各组成成分(连线)。

提示:Ⅰ-c、Ⅱ-a、Ⅲ-d、Ⅳ-b

(2)各自的作用。

①生产者是生态系统的基石。

②消费者能够加快生态系统的物质循环,对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。

③分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。

二、生态系统的营养结构——食物链和食物网

(1)食物链。

①表现形式:起点总是生产者,终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)。

②营养级:一般不超过5个营养级。

(2)食物网。

①概念:食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。

②形成原因:生态系统中,一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物,而一种植食性动物既可能吃多种植物,也可能被多种肉食性动物所食。

(3)食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道。

(1)河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统。(　×　)

提示:河流中所有的生物和底泥还有其他的非生物环境共同组成河流生态系统。

(2)动物在食物链中的消费级别和营养级别是相同的。(　×　)

提示:营养级别=消费级别+1。

(3)同一种生物在食物网中不可能占有多个营养级。(　×　)

提示:同一生物在食物网中可能占有多个营养级。

(4)所有的植物都是生产者,所有的动物都是消费者。(　×　)

提示:植物不一定是生产者,例如菟丝子是消费者;动物不一定是消费者,例如蚯蚓是分解者。

(5)细菌在生态系统中可能是生产者,也可能是消费者或分解者。(　√　)

(6)食物网中两种生物之间只有捕食关系。(　×　)

提示:食物网中两种生物之间有捕食和种间竞争两种关系。

探究一　生态系统的范围和组成成分

资料1:卧龙国家自然保护区位于中国四川省汶川县西南部,邛崃山脉东南坡。群山环抱,溪流众多。原始森林茂密,处于四川盆地与青藏高原过渡带,从亚热带到温带、寒带的生物均有分布。不同类型的植被为多种动物提供了栖息场所。1963年建立自然保护区,1980年加入联合国教科文组织“人与生物圈保护区网”,主要保护对象是大熊猫等珍稀动物及森林生态系统。

问题(1):能否把保护区中所有的生物看作一个生态系统?为什么?

 提示:不能,生态系统是在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。

问题(2):除了资料中的森林生态系统,你还知道哪些生态系统,最大的生态系统是什么?

提示:草原生态系统、海洋生态系统、农田生态系统等;最大的生态系统是生物圈。

资料2:某荒漠生态系统中有地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等植物,还有多种动物,如植食性的蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等;肉食性昆虫或其他小动物有步甲、园蛛、蜈蚣等;还生活着难以计数的真菌、细菌、放线菌。

问题(3):该荒漠生态系统中哪些生物属于生产者?哪些生物属于消费者?哪些生物属于分解者?

提示:地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等植物是生产者;蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等植食性动物和步甲、园蛛、蜈蚣等肉食性昆虫或其他小动物是消费者;部分营腐生的真菌、细菌和放线菌是分解者。

问题(4):该荒漠生态系统中是不是所有的消费者都是动物?分解者除此之外还有哪些?

提示:并非所有消费者都是动物,寄生细菌也是消费者。一些营腐生生活的动物,如秃鹫等。

1.生态系统的生物成分比较

2.生态系统各组成成分的相互关系

(1)如何判断生态系统的各种成分?

判断生产者时要注意是否为自养型生物,若为自养型生物,则为生产者;判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词,植物、微生物都有可能成为消费者;判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶等转变成无机物,即营腐生生活,如蚯蚓。

(2)对生态系统生物成分认识的四个误区。

1.下列属于生态系统的是(　A　)

①一片树林　②一片草原上的所有生物　③一个动物园中的全部动物和植物　④一个果园中的全部果树及其非生物环境　⑤密云水库　⑥生物圈

A.①⑤⑥ B.①④⑥ C.②⑤⑥ D.①③④

解析:①⑤⑥包括了生物群落和非生物环境,属于生态系统;②缺少非生物环境,③缺少微生物和非生物环境,④缺少除果树以外的生物,所以它们都不属于生态系统。

2.如图所示是生态系统组成成分的关系图,下列对a、b、c所代表的成分的说法,正确的是(　A　)

A.b中有真核生物,也有原核生物,但都是自养型

B.a中一定是异养型真核生物

C.c中只包括腐生细菌和真菌

D.a是该生态系统的基石,一旦遭到破坏会影响整个生态系统的稳定

解析:根据箭头指向,b同时指向a、c可知,b为生产者,b、a同时指向c可知,c为分解者,a为消费者。消费者全是异养型生物,包括绝大多数动物和部分细菌等,所以a并不都是真核生物;c分解者也包含营腐生生活的动物等;b生产者为生态系统的基石,既有真核生物也有原核生物。

探究二　食物链和食物网

资料:下表中展示了某个草原生态系统的食物链以及不同生物所处的营养级。

问题(1):食物链中是否包含生态系统的所有组分?

提示:不是,因为不包含分解者和非生物的物质和能量。

问题(2):某一营养级生物的含义是什么?在一条食物链中相邻两个营养级之间的生物是什么关系?

提示:该营养级的所有生物,不代表单个生物个体。捕食。

活动:如图为某陆地生态系统的食物网,据图回答下列问题。

问题(3):图中有几条食物链,猫头鹰分别占有第几营养级?

提示:6条;第三、第四、第五营养级。

问题(4):图中哪些生物同时具有两种种间关系?

提示:猫头鹰和蛇同时具有捕食和种间竞争关系。

问题(5):若由于某种原因导致绿色植物减少,其他生物的数量会如何变化?若蛇数量减少,青蛙的数量如何变化?

提示:都减少;先增加后减少最后稳定。

问题(6):如图所示食物网中,青蛙突然减少,猫头鹰的数量如何变化?

提示:青蛙突然减少则以它为食的蛇也将减少,但猫头鹰不只捕食蛇一种生物,猫头鹰就要过多地捕食鼠和食虫鸟,可依靠鼠和食虫鸟等食物来源来维持其数量基本不变。

1.食物链和食物网分析

(1)某一营养级生物的含义:某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,不代表单个生物个体,也不一定是某种群。

(2)食物链的不可逆性:食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的,不会倒转,因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。

(3)不参与食物链组成的成分:分解者和非生物的物质和能量不参与食物链的组成。

(4)食物网越复杂,最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量来源。

(5)同一消费者在不同食物链中,可以占有不同的营养级。

(6)在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,既可以是捕食关系,又可以是种间竞争关系。

2.食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析

(1)第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少,即出现连锁反应,因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。

(2)“天敌”数量减少,则被捕食者数量增加。但随着其数量的增加,种内竞争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定,但从理论上讲最终结果比原来数量要大。

3.有关图示的各项叙述中,正确的是(　A　)

A.图中有两条食物链

B.食物网中,狐与鸟之间既存在捕食关系,又存在种间竞争关系

C.细菌占有第二、三、四、五营养级

D.该图中的所有成分构成生物群落,狐为第三、第四营养级

解析:食物网中,狐与鸟之间只存在捕食关系;分解者不参与食物链的构成;该图有阳光和二氧化碳等非生物成分,它们与图示生物构成一个生态系统。

4.如果一个生态系统有四种生物,并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物所含的个体数量和每种生物的平均体重如图所示。已知生物量=生物个体数量×该种生物的平均体重,且生物量越大,该生物营养级越低。下列说法正确的是(　B　)

A.丙处于第二营养级,为次级消费者

B.若乙的种群数量增加,则会引起甲和丁的数量增加,丙的数量下降

C.若丁的种群数量下降,则会引起乙和丙的数量下降,甲的数量上升

D.若甲的种群数量下降,则会引起丙和丁的种群数量增加

解析:由题意可知四种生物的生物量甲约为9 000,乙约为8×104,丙约为8×105,丁约为5×106,它们构成的食物链为丁→丙→乙→甲。丙处于第二营养级,为初级消费者;若丁的种群数量下降,由于食物减少,乙和丙的数量下降,甲的数量也会下降;若甲的种群数量下降,由于天敌减少,乙的数量上升,丙的数量下降,丁的种群数量增加。

 [真实情境]

2020年,中国科研人员在南海海底首次发现了鲸落,附近有数十只铠甲虾、中华管鞭虾、鼬鳚等。所谓“一鲸落,万物生”,就是鲸死亡后落入深海逐渐形成的生态系统,能够持续数十年甚至上百年,其中包括化能自养型细菌利用厌氧菌产生的H2S合成有机物的阶段。

探究:(1)鲸落形成之初鲸的尸体的作用是什么?这一特殊生态系统的生产者是哪一类生物?

提示:为深海动物和微生物提供营养物质和能量。化能自养型细菌。

(2)鲸落中铠甲虾、中华管鞭虾、鼬鳚等在该生态系统中的作用是什么?

提示:铠甲虾等属于该生态系统中的消费者,其作用是促进该生态系统中的物质循环和能量流动。

课堂小结

随堂检测

1.关于生态系统组成成分的叙述,正确的是(　B　)

①自养型生物都是生产者　②生产者都是自养型生物　③异养型生物都是消费者　④消费者都是异养型生物　⑤植物都是生产者　⑥细菌、真菌都是分解者　⑦动物都是消费者

A.②④⑥ B.①②④

C.①⑤⑦ D.②⑤⑥

解析:③异养型生物还可能是分解者;⑤菟丝子是植物但属于消费者;⑥营腐生生活的细菌和真菌是分解者;⑦动物还可能是分解者,如

蚯蚓。

2.以下可称为生态系统的是(　B　)

A.一个湖泊中的浮游生物和所有分解者

B.烧杯中取自池塘的水、淤泥和浮游生物

C.一个池塘中的所有水蚤和分解者

D.一个鱼缸中的所有金鱼和水草

解析:生态系统是指一定空间内由生物群落和它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,包括该区域所有的生物和非生物环境。A、C、D选项中只含有生物成分。

3.下图表示某生态系统中的三种类型生物的CO2释放量(相对值)的曲线图,下列叙述正确的是(　B　)

A.乙代表的生物可能是任何一种生产者

B.甲、乙、丙都有可能是细菌

C.甲代表的生物一定是消费者

D.甲、乙、丙三种生物可组成一个生态系统

解析:乙代表的生物的CO2释放量随光照强度的变化而变化,可以代表进行光合作用的生产者;甲释放CO2恒定,甲可能是恒温动物或恒温环境下的生物,如寄生菌,丙能利用CO2制造有机物,可能是化能合成型细菌,乙可能是光能自养型细菌;甲代表的生物是消费者或分解者；生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,甲、乙、丙可以代表生产者、消费者、分解者,缺少非生物的物质和能量,不能组成一个生态系统。

4.某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图。某个时期,当地居民大量捕杀鼬,导致岛上鼠种群爆发,随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。回答问题。

(1)该食物网中,植物中的能量能通过　　　　条食物链传递给鹰,鹰所处的营养级为　　　　;兔与人的种间关系是　　　　。鼠疫杆菌与人的种间关系是　　　　。 

(2)通常情况下寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)鼬对鼠种群数量的影响。大量捕杀鼬会导致鼠种内竞争　　　　(填“增强”“不变”或“减弱”)。 

(3)生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的　　　　(填“生产者”“消费者”或“分解者”)。 

解析:(2)跳蚤寄生在鼠身上,而鼬捕食鼠,因此鼬对鼠种群数量的影响更大;大量捕杀鼬,会使鼬的数量减少,即鼠的天敌减少,鼠的数量增加,鼠种内竞争增强。

(3)蘑菇分解枯枝烂叶,从中获取能量,属于分解者。

答案:(1)4　第三营养级和第四营养级　种间竞争和捕食　寄生　(2)小于　增强　(3)分解者